專(zhuān)利名稱(chēng)：用于涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的可輻照固化的油墨組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備可輻照固化油墨組合物的方法、可輻照固化的油墨組合物和一種條帶組件。
內(nèi)初級(jí)涂層通常是一種具有低玻璃轉(zhuǎn)化溫度的軟涂層(以下稱(chēng)為″Tg″)，以提供對(duì)抗微彎曲的抵抗力。微彎曲可導(dǎo)致涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的信號(hào)傳輸能力衰減，因而是不希望的。典型的外初級(jí)涂層是一種更硬的涂層，對(duì)外加的處理力提供所需的抵抗力，如該鋪設(shè)該涂敷纖維時(shí)所受到的力。
為進(jìn)行多路傳輸，使用包含多根涂敷光纖光導(dǎo)玻璃的纖維組件。光導(dǎo)玻璃纖維組件的例子包括條帶組件和光纜。典型的光導(dǎo)玻璃纖維組件是由一種基質(zhì)材料結(jié)合在一起的多根光導(dǎo)玻璃纖維所制成的。比如，該基質(zhì)材料可以裝入光導(dǎo)玻璃纖維，或該基質(zhì)材料可在側(cè)面將該光導(dǎo)玻璃纖維結(jié)合在一起。
通過(guò)免除需對(duì)光導(dǎo)玻璃纖維進(jìn)行個(gè)別處理，光導(dǎo)玻璃纖維組件提供了簡(jiǎn)化光導(dǎo)玻璃纖維的構(gòu)造、安裝和維護(hù)的一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
用于光導(dǎo)玻璃纖維組件的涂敷光導(dǎo)玻璃纖維通常涂有一種外著色層，稱(chēng)為油墨涂層，或也可以向外初級(jí)涂層加入一種著色劑以便于分辨各個(gè)涂敷光導(dǎo)玻璃纖維。因而，將涂敷光導(dǎo)玻璃纖維結(jié)合在一起的基質(zhì)材料便與假如存在的油墨層，或者著色外初級(jí)涂層相接觸。
當(dāng)光導(dǎo)玻璃纖維組件的一根光導(dǎo)玻璃纖維要與另一根光導(dǎo)玻璃纖維熔接，或與一連接器相聯(lián)時(shí)，基質(zhì)層的末端可被除去以分開(kāi)每一根光導(dǎo)玻璃纖維。
理想的情況是，在涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的初級(jí)涂層、和假如存在的油墨層，與基質(zhì)材料同時(shí)除掉，以在光導(dǎo)玻璃纖維表面得到裸露部分(以下稱(chēng)為“條帶剝離”)。在條帶剝離過(guò)程中，理想的情況是該基質(zhì)材料、初級(jí)涂層、和油墨層粘結(jié)在一起而被除掉，得到一基本沒(méi)有殘余物的光潔的光導(dǎo)玻璃纖維。
油墨部分涂層的厚度通常為約3微米至約10微米，由分散在一種可紫外交聯(lián)載體體系中的顏料所形成。該可紫外交聯(lián)載體體系包含一種可紫外交聯(lián)的低聚物或單體，這種低聚物或單體是一種在固化之前用于幫助將該油墨組合物涂布于光導(dǎo)玻璃纖維的液體，然后暴露于紫外光下成為固體。在這種方式下，可采用與內(nèi)初級(jí)和外初級(jí)涂層相同的涂布方式將可紫外交聯(lián)的組合物涂布于光導(dǎo)玻璃纖維。
現(xiàn)代高速光導(dǎo)玻璃纖維拉伸塔以非常高的速度運(yùn)行。因而，該油墨組合物必須具有非常快的交聯(lián)速度以保證在非常高速的拉伸塔中油墨涂層完全交聯(lián)。但是交聯(lián)速度的增加不能以損失油墨涂層的其他重要性能為代價(jià)，例如要能提供合適的斷裂性能。另外，該油墨組合物不應(yīng)含有能遷移至光導(dǎo)玻璃纖維表面并造成腐蝕的組分。該油墨組合物也不能含有造成防護(hù)層和基質(zhì)材料不穩(wěn)定性的組分。用于光導(dǎo)玻璃纖維的油墨涂層必須在數(shù)十年內(nèi)具有好的色牢度，不能導(dǎo)致信號(hào)傳輸?shù)乃p，不能滲透光纜膠和化學(xué)品，并對(duì)于光纖芯的準(zhǔn)直允許足夠的光穿透。
鑒于上述情況，很明顯光導(dǎo)玻璃纖維技術(shù)對(duì)可輻照固化的油墨組合物提出了許多獨(dú)特的要求，而傳統(tǒng)技術(shù)，如印刷油墨不能滿(mǎn)足這些要求。
US4,629,285公開(kāi)了一種在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上形成油墨涂層的方法，其中將一種可紫外交聯(lián)的油墨涂布于帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維。該油墨涂層是以保護(hù)光導(dǎo)玻璃纖維同心性的方法涂布的。優(yōu)選的油墨為加有顏料半透明的可紫外交聯(lián)的聚合物油墨。但是，在該專(zhuān)利中公開(kāi)的該油墨組合物不具備在現(xiàn)代高速光導(dǎo)玻璃纖維拉伸和涂敷塔中用的足夠快的交聯(lián)速度。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)H1-152405公開(kāi)了一種包含有機(jī)聚硅氧烷的可輻照固化的油墨組合物。該聚硅氧烷化合物使該油墨組合物能夠更易于與條帶組件中的基質(zhì)材料分開(kāi)。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)64-22976公開(kāi)了包含特定可輻照固化低聚物的可輻照固化組合物。該油墨組合物使該油墨涂層能與可與條帶組件中基質(zhì)材料分開(kāi)的外初級(jí)涂層相粘結(jié)。
常規(guī)的油墨涂層具有與同心性有關(guān)的問(wèn)題。如果油墨涂層不同心，就可能產(chǎn)生所不希望的信號(hào)傳輸衰減。因而就需要一種能涂布于同心層中帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維的油墨組合物。
對(duì)含有顏料的油墨組合物而言，通過(guò)暴露在光化學(xué)輻射之下來(lái)進(jìn)行合適的交聯(lián)是非常困難的。該顏料會(huì)造成所不需要的交聯(lián)速度的下降。因而就需要一種可用于現(xiàn)代高速光導(dǎo)玻璃纖維拉伸涂敷塔的快速交聯(lián)油墨組合物。
油墨涂層可能會(huì)有不均勻的色澤。因此就需要一種能夠?yàn)橛湍繉犹峁┚鶆蛏珴傻挠湍M合物。
對(duì)油墨組合物來(lái)說(shuō)，還需要提供一種明顯不易于造成光導(dǎo)玻璃纖維微彎曲的油墨涂層，因?yàn)檫@種微彎曲會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸衰減。
發(fā)明綜述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種油墨組合物，當(dāng)在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上涂敷和交聯(lián)時(shí)，該油墨組合物提供一種具有均勻色澤和明顯不易造成光導(dǎo)玻璃纖維微彎曲的油墨涂層。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種制備一種油墨組合物的方法，當(dāng)在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上涂敷和交聯(lián)時(shí)，該油墨組合物提供一種具有均勻色澤和明顯不易造成光導(dǎo)玻璃纖維微彎曲的油墨涂層。
上述目的和其他目的可通過(guò)下列獲得。提供一種新型可輻照固化的油墨組合物，當(dāng)在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上涂敷和適當(dāng)交聯(lián)時(shí)，形成3-10微米厚度的涂層，該油墨組合物提供一種具有基本均勻色澤的油墨涂層，該改進(jìn)的油墨組合物包括一種包含至少一種可輻照固化的單體或低聚物的可輻照固化載體體系；和至少一種分散在可輻照固化的載體體系中的顏料，其用量足以提供一種無(wú)需放大就可見(jiàn)的色澤，該顏料基本上不溶于可輻照固化的載體體系中，從而該顏料粒子的形狀在輻照固化的載體體系中基本保持，其中所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上包括約少于或等于230個(gè)粒度為約3微米或更大顆粒。
還提供一種制備一種改進(jìn)的可輻照固化組合物的新型方法，當(dāng)在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上涂敷和適當(dāng)交聯(lián)時(shí)，該油墨組合物提供一種具有均勻色澤油墨涂層，該方法包括下列步驟
使包含至少一種可輻照固化的單體或低聚物的可輻照固化體系與至少一種顏料混合，以提供一種油墨組合物，其中的顏料用量足以提供一種無(wú)需放大即可見(jiàn)的色澤，該顏料基本不溶于該輻照固化體系中，因此該顏料的粒子形狀可在該可輻照固化的載體體系中基本保持；過(guò)濾該油墨組合物以選擇性地除去粒度為約3微米或更大的顏料顆粒，以基本上避免由該顏料導(dǎo)致該油墨涂料涂敷的光導(dǎo)玻璃纖維的微彎曲。還提供一種包括至少一根用本發(fā)明油墨涂料涂敷的光導(dǎo)玻璃纖維條帶組件。優(yōu)選技術(shù)方案的詳細(xì)描述本發(fā)明的油墨組合物可基于任何已知用于涂敷和辨別帶涂層光導(dǎo)玻璃纖維的油墨組合物的可輻照固化載體體系，該體系包含可輻照固化的單體或低聚物?？蛇m當(dāng)輻照固化載體的商業(yè)化例子包括荷蘭國(guó)家礦業(yè)公司(DSM)Desotech公司出品的基于多官能丙烯酸酯單體，用于Cablelite系列可紫外交聯(lián)油墨的可輻照固化載體。
油墨涂層通常為3至10微米厚，并且通常為同心的以防止信號(hào)傳輸?shù)乃p。但是，如果需要的話(huà)，該油墨涂層可以適于為各別帶涂層光導(dǎo)玻璃纖維提供可見(jiàn)色澤區(qū)別的任何形式涂布。涂層的合適例子包括破折號(hào)形、點(diǎn)形、線(xiàn)型和環(huán)形。優(yōu)選的是該油墨涂層為基本同心形。本發(fā)明的油墨涂層組合物能夠提供基本同心的油墨涂層，并可提供非連續(xù)涂層如破折號(hào)形、點(diǎn)形、線(xiàn)型和環(huán)形。
該油墨涂層通常具有至少約30℃的Tg，更優(yōu)選的是至少約50℃。在配制可輻照固化油墨組合物領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員了解如何調(diào)整該輻射組合物以提供交聯(lián)涂層所需性能。因而，通常用于形成外初級(jí)涂層組合物的可輻照固化的組合物，可重新配制并用作本發(fā)明油墨組合物的可輻照固化的載體體系。合適的可被重新變化配制的可輻照固化組合物的例子包括那些在US4,624,994、US4,682,851、US4,782,129、US4,794,133、US4,806,574、US4,849,462、US5,219,896和US5,336,563中所公開(kāi)的可輻照固化組合物。
用于形成該油墨組合物的可輻照固化載體包括一種或多種可輻照固化的低聚物或者單體，它們具有至少一個(gè)暴露在光輻射之下能夠聚合的官能團(tuán)。合適的可輻照固化的低聚物或單體為目前熟知并在本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)范圍之內(nèi)。
通常采用的可輻照固化的官能度為烯基不飽和的，能通過(guò)游離基聚合或陽(yáng)離子聚合。合適的特定烯基不飽和的例子包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯、N-取代丙烯酰胺、乙烯基酰胺、馬來(lái)酸酯和富馬酸酯的基團(tuán)。優(yōu)選的是，烯基不飽和是由一組包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或苯乙烯官能度的基團(tuán)所提供。
通常采用的另一種類(lèi)型官能度是由例如環(huán)氧基或硫醇-烯或胺-烯體系提供。其中的環(huán)氧基可經(jīng)陽(yáng)離子聚合，而硫醇-烯和胺-烯體系通常經(jīng)自由基聚合。該環(huán)氧基可以是，例如，均聚的。在硫醇-烯和胺-烯體系中，例如，聚合可以在一含有烯丙基不飽和的基團(tuán)和一含有叔胺或硫醇的基團(tuán)之間發(fā)生。
在低聚物中存在的可輻照固化官能團(tuán)，優(yōu)選至少約80mole％，更優(yōu)選至少約90mole％，最優(yōu)選基本上全部為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的。剩下的部分，如果有的話(huà)，優(yōu)選的為N-乙烯基和/或(甲基)丙烯酰胺官能團(tuán)。
一種單-、雙-、三-、四和更高官能度的低聚物的混合物可用來(lái)得到所需的性能平衡，其中的官能度指的是在低聚物中所存在的可輻照固化的官能團(tuán)數(shù)。
這些低聚物通常包括一個(gè)可輻照固化官能團(tuán)結(jié)合于其上的含碳骨架結(jié)構(gòu)。合適的含碳骨架的例子為聚醚、聚烯烴、聚酯、聚酰胺和聚碳酸酯。該含碳骨架的尺寸可選擇以提供所需的分子量。這種低聚物的數(shù)均分子量通常在約500至10,000之間，更優(yōu)選的是在約500至約7,000之間，最優(yōu)選的是在約1,000至約5,000之間。
例如，該低聚物的含碳骨架可以包括芳基基團(tuán)和開(kāi)環(huán)的環(huán)氧基基團(tuán)或烷氧基基團(tuán)。該低聚物可以，例如用下式表示R-Ar-R；或R-L-Ar-L-R其中的R是一種可輻照固化的官能團(tuán)，Ar是一種含芳烴基團(tuán)的部分，L是一種聯(lián)接基團(tuán)。
合適的聯(lián)接基團(tuán)的例子包括烷氧基或開(kāi)環(huán)的環(huán)氧基如乙氧基、丙氧基、丁氧基和其重復(fù)單元。L還可以是一種尿烷或脲聯(lián)接的基團(tuán)。
芳烴基團(tuán)可以是，例如，衍生自雙酚單元，如雙酚A。一種優(yōu)選的低聚物是丙烯酸酯功能基鍵接至雙酚A上產(chǎn)生的二環(huán)氧甘油醚衍生物。一種這樣市售的低聚物的例子是CN-120(Sartomer出品)，該低聚物的分子量為約1300，當(dāng)交聯(lián)時(shí)其Tg為約65℃。
另一個(gè)優(yōu)選的低聚物的例子為分子量為約500至約5000的三官能聚醚或聚酯。一個(gè)優(yōu)選的三官能低聚物的例子為市售的聚亞胺酯三丙烯酸酯Ebecryl264，其分子量為約2000，當(dāng)交聯(lián)時(shí)其Tg為約42℃。
該可輻照固化的載體體系還可包括一用于調(diào)節(jié)粘度的反應(yīng)性稀釋劑。該反應(yīng)性稀釋劑可以是一種低粘度的單體，其含有至少一個(gè)當(dāng)暴露于光輻射之下能夠聚合的官能團(tuán)。該官能團(tuán)可與在可輻照固化的單體或低聚物中所用的性質(zhì)相同。優(yōu)選的是，在該反應(yīng)性稀釋劑中存在的官能團(tuán)能夠與可輻照固化的單體或低聚物中存在的可輻照固化官能團(tuán)共聚合。
例如，該反應(yīng)性稀釋劑可以是具有一丙烯酸酯或乙烯基醚官能度和C4-C20的烷基或聚醚基部分的單體或者單體的混合物。這類(lèi)反應(yīng)性稀釋劑的特定例子包括丙烯酸己酯、2-乙基丙烯酸己酯、丙烯酸異冰片酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十八酯、2-乙氧基乙氧基-丙烯酸乙酯、十二烷基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、N-乙烯基甲酰胺、丙烯酸異癸酯、丙烯酸異辛酯、N-乙烯基-己內(nèi)酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等等。
其他類(lèi)型的可用的反應(yīng)性稀釋劑為含有芳烴基的化合物。含芳烴基的反應(yīng)性稀釋劑的特定例子包括乙二醇苯基醚-丙烯酸酯、聚乙二醇苯基醚-丙烯酸酯、聚丙二醇苯基醚-丙烯酸酯和上述單體的烷基取代苯基衍生物，如聚乙二醇壬基苯基醚-丙烯酸酯。
該反應(yīng)性稀釋劑還可包括具有兩個(gè)或多個(gè)能聚合的官能團(tuán)。這類(lèi)單體的特定例子包括C2-C18烴基-二醇二丙烯酸酯、C4-C18烴基二乙烯基醚、C3-C18烴基三丙烯酸酯和其聚醚類(lèi)似物等等，如1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二乙烯基醚、三乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇-三丙烯酸酯、乙氧基化雙酚-A二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯。
如果可輻照固化單體或低聚物的可輻照固化官能團(tuán)為環(huán)氧基，則例如，一個(gè)或多個(gè)下列化合物可用作反應(yīng)性稀釋劑環(huán)氧基-環(huán)己烷、苯基環(huán)氧乙烷、1,2-環(huán)氧基-4-環(huán)氧乙基-環(huán)己烷、聚乙二醇的二縮水甘油醚、雙酚-A的二縮水甘油醚等等。
如果可輻照固化單體或低聚物的可輻照固化官能團(tuán)具有胺-烯或硫醇-烯體系，可用的具有烯丙基型不飽和的反應(yīng)稀釋劑的例子包括鄰苯二甲酸二烯丙酯、苯偏三酸三烯丙酯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯和間苯二酸二烯丙酯。對(duì)于胺-烯體系，可用的胺官能化稀釋劑包括，例如三羥甲基丙烷、異佛爾酮二異氰酸酯和二(甲)乙基乙醇胺的加合物，己二醇、異佛爾酮二異氰酸酯和二丙基乙醇胺的加合物，三羥甲基丙烷、三甲基六亞甲基二異氰酸酯和二乙(甲)基乙醇胺的加合物。
其他可用于油墨涂層組合物的添加劑包括，但不限定于，光引發(fā)劑、催化劑、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)濕劑、抗氧劑和穩(wěn)定劑。在本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)選用這些添加劑。
此外，該油墨組合物可包括至少一種促進(jìn)開(kāi)鍵性能的添加劑組分。例如，該添加劑可以是憎水的聚合物或低聚物，如硅氧烷化合物或可輻照固化的硅氧烷化合物。該添加劑的用量為能夠有效保留該油墨涂層對(duì)涂敷光導(dǎo)玻璃纖維適當(dāng)?shù)恼澈狭?，但是在油墨涂層和條帶組件的基質(zhì)材料之間要提供合適的開(kāi)鍵性能。
可根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行加工的常規(guī)無(wú)機(jī)和有機(jī)顏料可用于配制本發(fā)明改進(jìn)的可輻照固化油墨組合物。使用術(shù)語(yǔ)“顏料”既指無(wú)機(jī)顏料也指有機(jī)顏料。該顏料基本不溶于可輻照固化的載體體系，因而其粒子形狀可在油墨組合物中基本保持。如果需要的話(huà)，可溶性顏料可與不溶性顏料結(jié)合使用。但優(yōu)選的是不使用可溶性顏料，因?yàn)樗鼈兡茇?fù)面影響該油墨涂層的性能。因此，優(yōu)選的油墨組合物為基本上不含基本可溶于可輻照固化載體體系的顏料。
在光導(dǎo)玻璃纖維拉伸塔中使用的油墨組合物通常必須通過(guò)一個(gè)模頭，以將油墨組合物涂在帶涂層的光導(dǎo)玻璃纖維上。該模頭的直徑為要用于涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的油墨涂層提供所需的厚度。例如，如果所需的油墨涂層的厚度為5微米，模頭的直徑要比通過(guò)模頭的光導(dǎo)玻璃纖維直徑多出10微米。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，顏料顆粒的尺寸大約等于或大于油墨涂層，將造成光導(dǎo)玻璃纖維的微彎曲，這種微彎曲會(huì)導(dǎo)致不想要的通過(guò)光導(dǎo)玻璃纖維的信號(hào)傳輸衰減。據(jù)信當(dāng)在涂敷光導(dǎo)玻璃纖維上使用一種基質(zhì)材料形成條帶組件時(shí)，該基質(zhì)材料向顏料顆粒施加一種力。這種力可通過(guò)顏料顆粒和保護(hù)涂層傳導(dǎo)至光導(dǎo)玻璃纖維的表面，因而引起光導(dǎo)玻璃纖維的微彎曲。
基于實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)配制油墨組合物時(shí)，應(yīng)盡可能減少其粒度至少為涂層厚度的顏料顆粒，以避免顏料顆粒導(dǎo)致微彎曲。但出乎意料的是一定量相對(duì)大的顆粒是可接受的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，每平方厘米油墨涂層有顆粒尺寸等于或大于油墨涂層厚度的顏料顆粒的個(gè)數(shù)應(yīng)為約230個(gè)或更少，優(yōu)選的是約200個(gè)或更少，最優(yōu)選的是約100個(gè)或更少。因此，對(duì)于厚度為約3微米至約10微米的油墨涂層，每平方厘米油墨涂層上粒度為約3微米和更大的顏料顆粒應(yīng)為約230個(gè)或更少，優(yōu)選的為約200個(gè)或更少，更優(yōu)選的為約150個(gè)或更少，最優(yōu)選的為約100個(gè)或更少。
即使優(yōu)選的是不含尺寸為3微米或更大的顆粒，但每平方厘米油墨涂層有5個(gè)或更多個(gè)這類(lèi)顆?？磥?lái)是可接受的。
在油墨涂層中顏料顆粒優(yōu)選的數(shù)均直徑為約0.8微米或更小，更優(yōu)選的為約0.1至約0.8微米。
通常，顏料供應(yīng)商能夠根據(jù)客戶(hù)需要制造出所需的顆粒尺寸。但是，這類(lèi)顏料通常生產(chǎn)用于廣泛用途，其中顏料導(dǎo)致微彎曲并不是一種因素。因此，這些顏料通常包括非理想數(shù)量的其尺寸大于3微米或更大的粒子。為減少非理想顆粒的數(shù)量，該顏料可適當(dāng)?shù)胤稚⒃谥辽僖徊糠炙枇康目奢椪展袒d體中，然后依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理以得到所需的粒子顆粒尺寸。該油墨組合物可依據(jù)本發(fā)明處理，包括將油墨組合物進(jìn)行過(guò)濾，以選擇性地除去不想要的顏料顆粒，如那些粒度至少約等于所要油墨涂層厚度的顆粒。例如，如果該油墨組合物要以約3至約10微米的厚度涂布，尺寸為約3至約10微米的顏料顆粒就可通過(guò)過(guò)濾而被選擇性地除去，直至每平方厘米剩余約230個(gè)或更少，優(yōu)選的為約200個(gè)或更少，更優(yōu)選的為約150個(gè)或更少，最優(yōu)選的為約100個(gè)或更少。
該過(guò)濾過(guò)程可通過(guò)將該油墨組合物通過(guò)一適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器在常壓下或加壓下進(jìn)行。所用的過(guò)濾器為本領(lǐng)域所熟知的?；诖颂幑_(kāi)的內(nèi)容，應(yīng)當(dāng)這樣選擇過(guò)濾器，即使得所不需要的粒度為3微米或更大的顏料顆粒被選擇性地除去，以基本減少顏料顆粒在條帶組件中所造成的微彎曲。但尺寸小于約3微米的大量顏料顆粒不應(yīng)被除去以避免顏色降級(jí)。
如需要，可將顏料在一種或多種可輻照固化的載體組分中分散后再進(jìn)行加工。然后，該可輻照固化載體的剩余組分可與已經(jīng)加工過(guò)的顏料混合。例如，為有利于更快更簡(jiǎn)單地過(guò)濾，可將該顏料在一種低粘度的稀釋劑中分散，然后進(jìn)行加工。之后可將剩余組分，比如低聚物或單體，與處理過(guò)的顏料混合形成油墨組合物。
采用12根或更少根帶涂層光導(dǎo)玻璃纖維的條帶組件，僅需要12種顏色就足以彼此區(qū)分各個(gè)涂敷光導(dǎo)玻璃纖維。但在更大的條帶組件中，可能使用多于12種顏色以彼此區(qū)分涂敷光導(dǎo)玻璃纖維。用于本發(fā)明的油墨組合物可以是任何顏色。通常用于制造條帶組件的12種顏色的例子是包括黑、白、黃、藍(lán)、紅、綠、橙、棕、粉、淺綠、紫羅蘭和灰色。
一種合適的黑色顏料的具體例子包括碳黑。
一種合適的白色顏料的具體例子包括二氧化鈦。
合適的黃色顏料的具體例子包括聯(lián)苯胺黃和重氮基顏料。
合適的藍(lán)色顏料的具體例子包括酞青藍(lán)、堿性染料性顏料和酞青。
合適的紅色顏料的具體例子包括蒽醌(紅)、萘酚紅、單偶氮基顏料、喹吖啶酮顏料、蒽醌和苝。
合適的綠色顏料的具體例子包括酞青綠和亞硝基顏料。
合適的橙色顏料的具體例子包括單偶氮基和重氮基顏料、喹吖啶酮顏料、蒽醌和苝。
合適的紫羅蘭色顏料的具體例子包括喹吖啶酮紫羅蘭、堿性染料性顏料和咔唑二噁嗪基顏料。
合適的淺綠、棕、灰和粉紅顏料可通過(guò)混合其他顏色配制。本領(lǐng)域技術(shù)普通技術(shù)人員能夠通過(guò)混合不同顏色得到任何想要的顏色。
該顏料在油墨組合物中的用量為其所提供的著色無(wú)需放大即可見(jiàn)，能容易地辨別出各個(gè)著色的光導(dǎo)玻璃纖維。顏料用量不能過(guò)多以至于顯著降低油墨組合物的交聯(lián)速度或?qū)е缕渌?fù)面影響。合適的顏料用量已被發(fā)現(xiàn)，按油墨組合物的總重量計(jì)，為約1wt％至約20wt％，優(yōu)選的為約1wt％至約15wt％，更優(yōu)選的為約1wt％至約10wt％。
一種合適的油墨組合物包括約1wt％至20wt％的至少一種顏料，其中在每平方厘米油墨涂層上粒度為約等于3微米或更大的顏料顆粒為約230個(gè)或更少；和約80wt％至99wt％的可輻照固化載體體系。
一種優(yōu)選的油墨組合物包括按油墨組合物的總重量計(jì)，約1wt％至約20wt％的至少一種顏料，其中在每平方厘米油墨涂層上粒度為約等于3微米或更大的顏料顆粒為約200個(gè)或更少；約20wt％至80wt％至少一種可輻照固化的低聚物；約5wt％至約80wt％至少一種可輻照固化的稀釋單體；和約0.1wt％至約20wt％的至少一種光引發(fā)劑。
該油墨組合物可用于涂敷光導(dǎo)玻璃纖維并可用任何合適的方法交聯(lián)。一個(gè)合適的方法的例子在US4,629,285中公開(kāi)，其完整的公開(kāi)在此引入作為參考。該油墨組合物還可采用與在光導(dǎo)玻璃纖維拉伸與涂敷塔中所用的涂布外初級(jí)涂層類(lèi)似的方式涂布。
條帶組件為本領(lǐng)域所熟知，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可使用此處公開(kāi)的技術(shù)方案，為所需用途制備一種包括至少一根該改進(jìn)涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的新型條帶組件。據(jù)本發(fā)明所制的條帶組件可用于遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)。這類(lèi)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)通常包括含有光導(dǎo)玻璃纖維的條帶組件、發(fā)射器、接收器和開(kāi)關(guān)。該包括涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的條帶組件為該遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的基本連接單元。該條帶組件可埋在地下或埋入水中用于長(zhǎng)距離連接，比如城市之間。該條帶組件還可用來(lái)直接連向住宅。
本發(fā)明的新型條帶組件還可用于有線(xiàn)電視系統(tǒng)。這種有線(xiàn)電視系統(tǒng)典型地包括光導(dǎo)玻璃纖維、發(fā)射器、接收器和開(kāi)關(guān)的條帶組件。該包括涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的條帶組件為這類(lèi)有線(xiàn)電視系統(tǒng)的基本連接單元。該條帶組件可埋在地下或埋入水中用于長(zhǎng)距離連接，比如城市之間。該條帶組件還可用來(lái)直接連向住宅。
本發(fā)明可通過(guò)下列非限定的例子進(jìn)一步解釋。
實(shí)施例和對(duì)比例市售的油墨可通過(guò)下列三種不同過(guò)濾單元過(guò)濾(1)Millipore公司出品的CRO1過(guò)濾器，(2)用Millipore公司出品的CRO1過(guò)濾器與Pall公司出品的Ultipleat4.5串聯(lián)，(3)CRK過(guò)濾器。然后，用下列方法測(cè)定每一個(gè)樣品中粒度為3微米或更大的顏料顆粒個(gè)數(shù)。
3英寸乘1英寸的顯微鏡滑動(dòng)片，用乙醇和無(wú)棉軟布擦拭。每一種過(guò)濾后的油墨用玻璃毛細(xì)管滴管取三份0.011克樣品(±0.003克)，滴到清潔過(guò)的滑動(dòng)片上。用一蓋片放在每個(gè)樣品之上并向蓋片的邊緣加壓，以得到一直徑為9至12mm的樣品。該待試樣品涂層的厚度為約40微米至約80微米，這取決于油墨涂層組合物的粘度和向蓋片施加壓力的粒度。在將該樣品暴露于紫外光之前，將樣品蓋上以防止由射入光線(xiàn)所導(dǎo)致的交聯(lián)。然后在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，將每一個(gè)樣品都暴露在1.0J/cm2劑量、熔絲D型燈的紫外光下進(jìn)行交聯(lián)。
每個(gè)樣品每平方厘米中粒度為3微米或更大的顆粒顏料個(gè)數(shù)用ASTME20-85和ASTM D1366-86測(cè)定如下。用筆劃出4mm2的樣品面積用于在顯微鏡下進(jìn)行觀察。在制備滑動(dòng)片的24小時(shí)之內(nèi)，校準(zhǔn)該顯微鏡，其方法如下所述。檢索到一個(gè)包括一標(biāo)尺的照片文件，將其單位設(shè)為微米。從第一個(gè)大的長(zhǎng)縫標(biāo)志至最后一個(gè)大的長(zhǎng)縫標(biāo)志劃一條線(xiàn)，使之等于100微米。對(duì)這些樣品滑動(dòng)片在400倍的放大倍數(shù)下進(jìn)行檢測(cè)。每個(gè)滑動(dòng)片都從位于一個(gè)標(biāo)出面積的角落處進(jìn)行掃描開(kāi)始計(jì)數(shù)。數(shù)出粒度為3微米或更大的顆粒個(gè)數(shù)。一旦辨別出一個(gè)顆粒，該圖像的照片被計(jì)算機(jī)所捕獲。在顆粒的一端至另一端劃一條線(xiàn)并進(jìn)行測(cè)量。在該滑動(dòng)片的4mm2正方形之內(nèi)持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)。在計(jì)算機(jī)上，每個(gè)樣品4mm2面積的每行被分為12個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)視器屏幕并且每列被分為12個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)視器屏幕。如果每個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)視器屏幕數(shù)到的顆粒數(shù)超過(guò)了10個(gè)，就得出僅基于一個(gè)屏幕的顆粒計(jì)數(shù)，將其乘以144得到每4mm2的顆粒數(shù)。如果每行或每列數(shù)到的顆粒數(shù)超過(guò)了10個(gè)，就得出樣品僅基于行或列的顆粒計(jì)數(shù)，將其乘以12得到每4mm2的顆粒數(shù)。測(cè)得三個(gè)樣品的顆粒平均數(shù)，然后轉(zhuǎn)換為每平方厘米的平均顆粒數(shù)。其結(jié)果列于表1。
顯微鏡用下列方法校準(zhǔn)。美國(guó)光學(xué)公司2毫米長(zhǎng)度的千分尺，分為0.01毫米(10微米)的單位，用40倍的物鏡進(jìn)行顯微鏡照相。該圖像被攝像機(jī)收到送至圖像監(jiān)視器。該圖像監(jiān)視器上的圖像傳輸至采用數(shù)字圖像系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)并能在計(jì)算機(jī)監(jiān)視器看到。該圖像在千分尺上等于200微米的部分被用于進(jìn)行該計(jì)算機(jī)圖像系統(tǒng)的空間校準(zhǔn)。軟件(Optimas)提供了一種新的校準(zhǔn)線(xiàn)索，在此處用鼠標(biāo)被用來(lái)作為校準(zhǔn)的穿過(guò)千分尺圖像部分劃一條直線(xiàn)。然后該軟件詢(xún)問(wèn)該線(xiàn)的長(zhǎng)度。由于該千分尺為200微米，將200微米的長(zhǎng)度輸入計(jì)算機(jī)。該信息為軟件提供了用顯微鏡圖像來(lái)測(cè)定顆?；蚱渌麑?duì)象尺寸的基礎(chǔ)。
一旦該軟件被校準(zhǔn)，將所要的圖像系統(tǒng)由顯微鏡送入計(jì)算機(jī)中。一旦任何顆粒或?qū)ο蟊蛔R(shí)別并被選中用來(lái)測(cè)量，用鼠標(biāo)穿過(guò)該對(duì)象劃一條線(xiàn)?；谲浖兴尜A的空間校準(zhǔn)信息，該線(xiàn)的長(zhǎng)度，因此還有該對(duì)象的粒度，在顯示器上顯示。每當(dāng)該軟件被再一次打開(kāi)時(shí)，每次都進(jìn)行一次軟件校準(zhǔn)，進(jìn)行校準(zhǔn)用的顯微鏡物鏡和接下來(lái)的顆粒測(cè)量均相同。
表1
由于表1中用于產(chǎn)生試驗(yàn)結(jié)果的涂層厚度明顯大于在光導(dǎo)玻璃纖維中所用的油墨涂層厚度，當(dāng)基于通常3微米至10微米的油墨涂層厚度測(cè)量時(shí)，每平方厘米其尺寸大于3微米的顏料顆粒個(gè)數(shù)應(yīng)明顯比實(shí)施例少。
因此，優(yōu)選的是在實(shí)際顏料涂層厚度之下測(cè)量顆粒個(gè)數(shù)。但是，也可在比如40微米的厚度下測(cè)量顆粒個(gè)數(shù)，然后計(jì)算實(shí)際涂層為比如3、5或10微米時(shí)的個(gè)數(shù)。
雖然參考了特定的技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但很明顯的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，能夠?qū)?quán)利要求的發(fā)明進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．可輻照固化的油墨組合物，當(dāng)其涂敷在一涂敷光導(dǎo)玻璃纖維上并適當(dāng)交聯(lián)形成3至10微米的涂層厚度時(shí)，提供一具有基本均勻色澤的油墨涂層，該油墨組合物包括一種包括至少一種可輻照固化的單體或低聚物的可輻照固化的載體體系；和至少一種分散在所述可輻照固化的載體體系中的顏料，其用量為提供不經(jīng)放大足以可見(jiàn)的色澤，所述的顏料在所述可輻照固化的載體體系中基本不溶，因此所述的顏料的顆粒形狀在所述可輻照固化的載體體系中基本保持，其中所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上包含約230個(gè)或更少的粒度為約3微米或更大的顆粒。
2．權(quán)利要求1的可輻照固化油墨組合物，其中所述的顏料其數(shù)均顆粒直徑為小于約0.8微米。
3．權(quán)利要求1至2之一的可輻照固化油墨組合物，其中所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上包括約200個(gè)或更少的粒度為約3微米或更大的顆粒。
4．權(quán)利要求1至3之一的可輻照固化油墨組合物，其中所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上包括約100個(gè)或更少的粒度為約3微米或更大的顆粒。
5．權(quán)利要求1至4的任一可輻照固化油墨組合物，其中所述的油墨組合物包括約1wt％至約20wt％的所述顏料和約80wt％至約90wt％的可輻照固化的載體體系。
6．權(quán)利要求1至5的任一可輻照固化油墨組合物，其中所述的油墨組合物用于在涂敷的光導(dǎo)玻璃纖維上提供一種基本同心的油墨涂層。
7．一種制備一種可輻照固化油墨涂層組合物的方法，當(dāng)其涂敷在一涂敷光導(dǎo)玻璃纖維上并適當(dāng)交聯(lián)時(shí)，提供一種具有基本均一色澤的油墨涂層，該方法包括下列步驟將包含至少一種可輻照固化單體或低聚物的可輻照固化載體體系與至少一種顏料相混合，提供一油墨組合物，其中所述的顏料用量為提供一種色澤不經(jīng)放大足以可見(jiàn)的色澤，所述的顏料在所述的可輻照固化載體體系中基本不溶，因而所述顏料的顆粒形狀在所述可輻照固化載體體系中基本保持；過(guò)濾所述的油墨組合物以選擇性地除去粒度為3微米或更大的顏料顆粒，以避免顏料導(dǎo)致涂以所述油墨涂層的光導(dǎo)玻璃纖維的微彎曲。
8．一種用于制備改進(jìn)的可輻照固化油墨涂層組合物的方法，當(dāng)其涂敷在一涂敷光導(dǎo)玻璃纖維上并適當(dāng)交聯(lián)時(shí)，提供一種具有基本均一色澤的油墨涂層，該方法包括下列步驟將至少一種顏料與一種可輻照固化載體體系中的至少一種單體或低聚物組分混合，形成一種著色混合物；過(guò)濾所述的著色混合物以選擇性地除去粒度為3微米或更大的顏料顆粒；和將所述過(guò)濾了的著色混合物與所述可輻照固化載體體系中剩余組分進(jìn)行混合，形成一種基本避免顏料導(dǎo)致涂以所述油墨涂層的光導(dǎo)玻璃纖維微彎曲的可輻照固化的油墨涂層組合物。
9．權(quán)利要求7-8的任一方法，其中所述的過(guò)濾步驟是為了提供所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上，包括約230個(gè)或更少的粒度為約3微米或更大的顆粒。
10．權(quán)利要求9的方法，其中所述的過(guò)濾步驟是為了提供所述的顏料在每平方厘米交聯(lián)油墨涂層上包括約150個(gè)或更少的粒度為約3微米或更大的顆粒。
11．根據(jù)權(quán)利要求7-10的任一方法所得到的可輻照固化的油墨組合物。
12．權(quán)利要求11的油墨組合物，其中所述的油墨組合物或所述的著色混合物是用CRK3型過(guò)濾裝置過(guò)濾的。
13．一種包括用一種基質(zhì)材料結(jié)合在一起的多根涂敷光導(dǎo)玻璃纖維的條帶組件，其中至少一根所述的涂敷光導(dǎo)玻璃纖維包括一根光導(dǎo)玻璃纖維；一個(gè)鄰近所述光導(dǎo)玻璃纖維的內(nèi)初級(jí)涂層；一個(gè)鄰近所述內(nèi)初級(jí)涂層的外初級(jí)涂層；和一個(gè)鄰近所述外初級(jí)涂層的油墨涂層，其中所述的油墨涂層是權(quán)利要求1-6或11-12的任一油墨。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括一種含有至少一種可輻照固化的單體或低聚物的可輻照固化載體體系和至少一種分散在該可輻照固化載體體系中的可輻照固化的油墨組合物,其顏料用量為提供無(wú)需放大而可見(jiàn)的色澤。該顏料在該可輻照固化載體體系為基本不溶,因此該顏料的形狀在可輻照固化載體體系中得以保持。該顏料的顆粒粒度為基本避免顏料導(dǎo)致用該油墨涂層涂敷的光導(dǎo)玻璃纖維的微彎曲。
文檔編號(hào)C09D11/10GK1303419SQ99806656
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期1999年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月28日
發(fā)明者E·J·穆?tīng)柗? J·L·克拉西, D·M·舒姆 申請(qǐng)人:Dsm有限公司